[實用新型]一種鈉光譜實驗儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220097974.2
• 申請日: 2012-03-13
• 公開（公告）號: CN202512793U
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發(fā)明（設計）人: 張杰
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域本實用新型涉及一種大學代物理實驗教學儀器，尤其是能方便準確地測量鈉原子光譜的鈉光譜實驗儀。

背景技術目前大學物理實驗大多是利用攝譜儀與交流電弧發(fā)生器做鈉原子光譜實驗，能拍攝出鈉原子光譜譜片。由此，通過里德伯關系式計算鈉原子能級和量子缺，從而加深對堿金屬外層電子與原子實相互作用及自旋與軌道相互作用的了解。該方法也有些不足：如拍攝光譜次數(shù)較多(鐵光譜、鈉光譜、純碳光譜均需轉動光柵進行多次拍攝)；一級光譜區(qū)和二級紫外區(qū)易發(fā)生重疊干擾(除非換用濾色片)；計算波長誤差大(因譜線本身存在線寬，光譜片長度有限，肉眼觀察困難，即使用投影儀將譜片放大，測量仍有一定誤差)。另外，鈉原子光譜不同線系的一個重要差別表現(xiàn)在其雙重結構不同成分的相對強度不同，它取決于有關能級值的大小(玻耳茲曼因子)、能級的統(tǒng)計權重以及能級間的躍遷概率。對主線系，光譜線雙重結構的兩個成分中短波成分與長波成分的強度比為2∶1。而在銳線系和漫線系中，雙重結構中短波成分和長波成分強度比是1∶20由于光譜片經過曝光和沖洗，譜線所在處的變黑程度和譜線強度之間并不滿足正比關系，因而無法測量光譜線雙線結構不同成分的強度比。

發(fā)明內容本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術存在操作麻煩、測量誤差大的技術問題。提供一種鈉光譜實驗儀。

本實用新型鈉光譜實驗儀，它由實驗儀面板、自耦變壓器、低壓鈉光燈和鈉光燈電源組成，低壓鈉光燈設置在實驗儀面板的上面板上，所述實驗儀面板的前面板上設有開關和調節(jié)自耦變壓器輸出電壓的旋鈕；其特征是自耦變壓器為降壓變壓器，輸出電壓范圍是0至220伏，由實驗儀面板上調節(jié)自耦變壓器輸出電壓的旋鈕控制并指示輸出電壓的大小，該輸出電壓的兩端與低壓鈉光燈電源的輸入端相接；所述降壓變壓器的滑動電壓輸出頭與開關的一端串聯(lián)，開關的另一端與低壓鈉光燈串聯(lián)，低壓鈉光燈的另一端串聯(lián)鎮(zhèn)流器后相連到降壓變壓器的另一輸出端。

所述實驗儀面板的上面板上留有直徑5厘米的圓孔，孔下對應安裝為低壓鈉光燈的插座，圓孔邊緣距頂面板邊緣為3厘米。

本實用新型采用自耦降壓變壓器作為低壓鈉光燈電源，可以方便地從0伏到220伏調節(jié)鈉光燈電壓，控制低壓鈉光燈發(fā)光信號的強弱；由于低壓鈉光燈經雙單色儀分光后，鈉原子光譜的譜線拉得很開，雙重結構看得很清楚，而且直接以波數(shù)為單位繪于記錄紙上，有效數(shù)字可達到6位，由此可以比較精確地求出量子缺、固定項等參數(shù)，誤差大大減?。辉陔p單色儀直接繪出的鈉光譜譜圖上，雙重結構不同成分的相對強度之比就是譜峰高度之比，直觀明了，一目了然。

本實用新型與雙光柵單色儀配合，可以清楚地記錄鈉原子發(fā)射光譜的圖譜。實驗裝置簡單，操作方便，能明顯觀察到鈉光譜各線系雙重結構不同成分間的強度比。

附圖說明圖1是本實用新型結構示意圖；

圖2是本實用新型電路圖；

圖3是用雙單色儀測繪出的鈉光燈發(fā)射的主線系(3P-3S)光譜圖；

圖4是用雙單色儀測繪出的鈉光燈發(fā)射的銳線系(3P-5S)光譜圖；

圖5是用雙單色儀測繪出的鈉光燈發(fā)射的漫線系(3P-4D)光譜圖；

圖6是用雙單色儀測繪出的鈉光燈發(fā)射的漫線系(3P-5D)光譜圖。

圖中1、低壓鈉光燈2、自耦變壓器3、開關4、調節(jié)自耦變壓器輸出電壓的旋鈕5、鎮(zhèn)流器6、實驗儀面板

具體實施方式參照圖1和圖2，本實用新型它由實驗儀面板6、自耦變壓器2、低壓鈉光燈1和鈉光燈電源組成，低壓鈉光燈1設置在實驗儀面板6的上面板上，所述實驗儀面板6的前面板上設有開關3和調節(jié)自耦變壓器輸出電壓的旋鈕4；自耦變壓器2為降壓變壓器，輸出電壓范圍是0至220伏，由實驗儀面板上的調節(jié)自耦變壓器輸出電壓的旋鈕控制并指示輸出電壓的大小，該輸出電壓的兩端與低壓鈉光燈電源的輸入端相接；所述降壓變壓器的滑動電壓輸出頭與開關3的一端串聯(lián)，開關3的另一端與低壓鈉光燈1串聯(lián)，低壓鈉光燈1的另一端串聯(lián)鎮(zhèn)流器5后相連到降壓變壓器的另一輸出端；所述實驗儀面板6的上面板上留有直徑5厘米的圓孔，孔下對應安裝為低壓鈉光燈的插座，圓孔邊緣距頂面板邊緣為3厘米；開關3控制低壓鈉光燈的開啟，調節(jié)自耦變壓器輸出電壓的旋鈕4則調節(jié)自耦變壓器的輸出電壓，也即低壓鈉光燈的電源電壓。